JP7388168B2

JP7388168B2 - 飛行装置

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Publication number: JP7388168B2
Application number: JP2019226790A
Authority: JP
Inventors: 敦嗣小南; 宗司荒木
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2039-12-16
Also published as: JP2021094973A

Description

本発明は、飛行装置に関する。

従来、無人航空機等の飛行装置を用いた物体の輸送において、輸送対象物を格納するためのコンテナ等の格納部を飛行装置に設けていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特許６０８４６７５

従来の飛行装置を用いた輸送方法では、格納部を設ける分、装置重量が大きくなったり、格納部が受ける空気抵抗によって飛行安定性が低下する場合がある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、内容物の取り出しが可能な容器と飛行する飛行装置であって、飛行装置を容器へと固定する固定部と、揚力を発生する揚力発生部と、飛行装置の飛行を制御する飛行制御部と、を備え、容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる飛行装置を提供する。

固定部は、容器を締めて固定するための締結部を有してよい。

固定部は、容器に固定する第１固定部と、第１固定部と異なる位置で容器に固定する第２固定部とを有してよい。

飛行装置は、第１固定部を有する第１構造部と、第２固定部を有し、容器に固定されていない状態で第１構造部と独立した第２構造部とを備えてよい。

飛行装置は、第１固定部を有する第１構造部と、第２固定部を有する第２構造部と、容器に固定されていない状態で第１構造部と第２構造部とを連結する連結部とを備えてよい。

揚力発生部は、回転翼と、回転翼を回転させる回転駆動部とを備えてよい。

揚力発生部は、固定翼を有してよい。

第１構造部は、揚力発生部として、固定翼および回転翼を有してよく、第２構造部は、揚力発生部として、固定翼を有するが回転翼を有さなくてよい。

飛行装置は、容器に固定されていない状態で互いに独立し、それぞれ同一の構成からなる複数の構造部を備えてよい。

固定部は、容器の外面に設けられた取付固定位置に合わせて固定されてよく、飛行装置は、固定部が固定されたか否かを判断する固定判断部を備えてよい。

飛行装置は、飛行装置が航空機としての要件を満たすか否かを判断する要件判断部を備えてよい。

飛行装置は、容器の内容物を検出する検出部を備えてよい。

飛行制御部は、検出部が容器の内容物を検出しなかった場合に、容器を回収するための回収位置へと飛行装置を飛行させてよい。

飛行装置は、空気抵抗により飛行装置を制動する空力制動部を備えてよい。

飛行装置は、空力制動部により生成される電力を揚力発生部および飛行制御部に供給する電力供給部を備えてよい。

本発明の第２の態様においては、飛行装置を内容物の取り出しが可能な容器と飛行させる方法であって、飛行装置を容器へと固定する段階と、飛行装置に揚力を発生する段階と、飛行装置の飛行を制御する段階と、を備え、飛行装置は、容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる、方法を提供する。

方法は、飛行装置を、容器の外面に設けられた取付固定位置に合わせて固定する段階と、飛行装置が固定されたか否かを判断する段階とを備えてよい。

方法は、飛行装置が航空機としての要件を満たすか否かを判断する段階を備えてよい。

方法は、容器の内容物を検出する段階と、容器の内容物が検出されなかった場合に、容器を回収するための回収位置へと飛行装置を飛行させる段階とを備えてよい。

方法は、第１の位置から飛行装置を飛行させる段階と、第１の位置よりも低い第２の位置に飛行装置を降着させる段階とを備えてよい。

方法は、空中の航空機から飛行装置を飛行させる段階を備えてよい。

方法は、飛行装置を射出して飛行させる段階を備えてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

飛行装置１００の内部構成の一例を示すブロック図である。飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００の別の例を示す。固定部３０の一例を示す。締結部３２の機構を示す拡大図である。連結部２５を備える飛行装置１００の一例を示す。空力制動部７０を備える飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００の別の例を示す。連結部２５を備える飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００および容器１０の一例を示す。飛行装置１００の一例を示す。脱着回転翼４８を備える飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００の一例を示す。固定判断部５２を備える飛行装置１００の一例を示す。検出部５４を備える飛行装置１００の一例を示す。検出部５４を備える飛行装置１００の別の例を示す。要件判断部５６の動作を示すブロック図である。飛行装置１００の第１の使用例を示す。飛行装置１００の第２の使用例を示す。飛行装置１００の第３の使用例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、飛行装置１００の内部構成の一例を示すブロック図である。飛行装置１００は、固定部３０および揚力発生部４０を含む構造部２０と、飛行制御部５０と、電力供給部６０とを備える。構造部２０の詳細な構成については後述する。なお、図１においては飛行制御部５０および電力供給部６０を構造部２０の外側に示しているが、飛行制御部５０および電力供給部６０は、構造部２０に格納されてよい。

飛行制御部５０は、飛行装置１００の飛行を制御する。例えば、飛行制御部５０は、飛行装置１００の上昇、下降、前進、後退、加速、減速、水平移動または方向転換等の操作を行ってよい。飛行制御部５０は、操作者からの入力に応じて制御を行ってもよく、プログラムに従って自律的に制御を行ってもよい。飛行制御部５０は、揚力発生部４０を操作することにより飛行装置１００の飛行を制御してよい。

電力供給部６０は、揚力発生部４０および飛行制御部５０に電力を供給する。電力供給部６０は、リチウムイオン電池およびリチウムイオンポリマー電池等の二次電池を含んでよいが、その種類は特に限定されない。後述するように、電力供給部６０は、電力回生機能を有する制動部により生成される電力を充電することが可能であってよい。

図２Ａは、飛行装置１００の一例を示す。

飛行装置１００は、容器１０に固定された状態で航空機としての要件を満たし、容器１０に固定されていない状態で航空機としての要件を満たさない。航空機としての要件とは、飛行装置１００が空中を飛行可能な状態にあることであってよい。一例として、航空機としての要件は、国際民間航空機関（ＩＣＡＯ）による「大気中における支持力を、地球の表面に対する空気の反作用以外の空気の反作用から得ることができる」という要件であってよい。例えば、飛行装置１００が、所定の閾値を上回る揚力を発生することができる場合、飛行装置１００は航空機としての要件を満たすとしてよい。あるいは、飛行装置１００が、航空力学的に飛行可能な形状を有する場合に、飛行装置１００は航空機としての要件を満たすとしてよい。航空機は、人が搭乗しない無人航空機を含む。無人航空機は、操作者の遠隔操作に従って飛行するものであってもよく、所定のプログラムに従って自律的に飛行するものであってもよい。

容器１０は、内容物１２を格納する。容器１０は、内容物１２の取り出しが可能である。容器１０の形状は、固定部３０によって固定することが可能であれば、特に限定されない。容器１０の材料は、特に限定されず、金属、プラスチック、ガラス、段ボール、セラミック等であってよい。容器１０は、内容物１２の出入りのための開口部や、開口部を閉じるための蓋部等を有してよい。

内容物１２は、液体、気体または固体のいずれであってもよい。内容物１２は、粉状、粒状またはゲル状等のいずれの状態であってもよい。

飛行装置１００は、固定部３０および揚力発生部４０を含む構造部２０を備える。

固定部３０は、飛行装置１００を容器１０へと固定する。固定部３０は、任意の機械的機構によって飛行装置１００を容器１０に固定してよい。あるいは、固定部３０は、磁力等によって飛行装置１００と容器１０とを結合してもよい。固定部３０が飛行装置１００を容器１０に固定する具体的な機構については後述する。固定部３０は、飛行装置１００と容器１０との取り付けおよび取り外しが繰り返し可能であるように固定してよい。固定部３０は、容器１０の形状に対応する形状を有してよい。

揚力発生部４０は、飛行装置１００が飛行するために必要な揚力を発生する。揚力発生部４０は、飛行装置１００に対して固定された固定翼を有してもよく、所定の回転軸を中心に回転する回転翼を有してもよい。揚力発生部４０は、回転翼を回転させるモーター等の回転駆動部を有してもよい。揚力発生部４０は、それ自体が揚力を発生してよいが、推力を発生することによって間接的に揚力を発生させるものを含んでもよい。揚力発生部４０は、噴流によって推力を発生するジェットエンジン等を含んでもよい。

揚力発生部４０は、飛行制御部５０によって制御されてよい。例えば、揚力発生部４０が有する固定翼または回転翼の向きを飛行制御部５０が変化させることにより、飛行装置１００の進行方向を変更してよい。また例えば、揚力発生部４０が有する回転翼の回転数を飛行制御部５０が変化させることにより、飛行装置１００を加速または減速させてよい。

本例の飛行装置１００は、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２の２つの構造部２０を備える。第１構造部２０－１および第２構造部２０－２はそれぞれ、固定部３０として、第１固定部３０－１および第２固定部３０－２を有する。第１構造部２０－１は、揚力発生部４０として、固定翼である主翼４１と、回転翼であるプロペラ４４と、プロペラ４４を回転させる回転駆動部４５とを有する。第２構造部２０－２は、揚力発生部４０として、固定翼である尾翼４２を有するが、回転翼を有さない。主翼４１は、向きの変更が可能な補助翼を有してもよい。尾翼４２は、垂直尾翼および水平尾翼を有してもよい。本例において、主翼４１、尾翼４２、プロペラ４４および回転駆動部４５は、固定部３０に対して左右対称にそれぞれ２つずつ設けられているが、これらの数および配置は限定されない。

なお、揚力発生部４０の各部材は、図示の例とは異なる位置に設けられてもよい。例えば、図において第１構造部２０－１が有する部材を第２構造部２０－２が有してもよく、その逆もあり得る。一例として、図２Ｂは、飛行装置１００の別の例を示す。本例において、第１構造部２０－１は、揚力発生部４０として、固定翼である主翼４１を有し、第２構造部２０－２は、揚力発生部４０として、固定翼である尾翼４２と回転翼であるプロペラ４４とを有する。

例えば、固定部３０により飛行装置１００が容器１０に固定された状態において、飛行制御部５０は、回転駆動部４５を駆動してプロペラ４４を回転させ、飛行装置１００を推進させる。このとき主翼４１および尾翼４２に発生する揚力によって飛行装置１００が浮揚して飛行する。飛行装置１００は、飛行制御部５０の制御によって飛行し、所定の目的地まで容器１０を運搬する。

このように、運搬対象物である容器１０を飛行装置１００の一部として用いることにより、運搬対象物の格納部を別途設ける必要がなく、飛行装置１００の重量を低減することができ、また飛行装置１００の飛行安定性が高まる場合がある。

図２Ａに示すように、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２は、容器１０に固定されていない状態で、互いに独立している。また、第１固定部３０－１および第２固定部３０－２は、互いに異なる位置で容器１０に固定する。

それぞれ独立した複数の構造部２０によって飛行装置１００を構成することにより、飛行装置１００の容器１０への取り付けおよび取り外しが容易になる場合がある。また、飛行装置１００が単一の構造部２０からなる場合と比較して、１つ１つの構造部２０の大きさを小さくすることができるので、容器１０から取り外した後に構造部２０を処分または運搬することが容易になる。

図３Ａは、固定部３０の一例を示す。本例の固定部３０は、容器１０を締めて固定するための締結部３２を有する。本例において、容器１０は円筒形の胴部を有し、固定部３０は、容器１０の胴部に対応する円筒形状を有する。図示の例においては、図２Ａにおける飛行装置１００が備える２つの固定部３０のうち第２固定部３０－２を示しているが、いずれの固定部も同様の構造を有してよい。

まず締結部３２を開いた状態で、固定部３０によって容器１０を外側から把持する。次いで締結部３２を締結することにより、固定部３０と容器１０とが固定される。

図３Ｂは、締結部３２の機構を示す拡大図である。本例の締結部３２は、いわゆるスナップ錠であり、アーム３５、キャッチ３６およびレバー３７を有する。図３Ｂに示すように、アーム３５をキャッチ３６に引っ掛けた状態でレバー３７を倒すことにより、締結部３２が閉錠される。このとき、アーム３５には張力がかかっており、この張力によって容器１０の胴部が固定部３０に締め付けられる。

このような機構を用いて飛行装置１００を容器１０に固定することにより、飛行装置１００と容器１０との取り付けおよび取り外しを簡便に行うことができる。また、容器１０が固定部３０に締め付けられるので、飛行装置１００を強固に固定することができ、飛行装置１００の飛行中に容器１０が脱落することを防ぐことができる。

図４は、連結部２５を備える飛行装置１００の一例を示す。本例において、構造部２０は、第１構造部２０－１と第２構造部２０－２とを連結するための連結部２５を備える。連結部２５は、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２が容器１０に固定されていない状態で、第１構造部２０－１と第２構造部２０－２とを連結する。その他の構成は、図２Ａにおける例と同様であってよい。

本例の連結部２５は、一端が第１構造部２０－１に接続され、他端が第２構造部２０－２に接続された可撓性のワイヤであってよい。あるいは、第１構造部２０－１と第２構造部２０－２とを電気的に接続する電線を連結部２５として用いてもよい。

このような連結部２５を設けることにより、複数の構造部２０を容器１０に固定するときに複数の構造部２０がバラバラになってしまうことを防ぐことができる。また、図４に示すように、構造部２０を容器１０に固定した後に、ワイヤ状の連結部２５を結んだり、結束バンド等で束ねることにより、飛行装置１００の飛行中にワイヤが暴れて飛行に影響を及ぼすことを防ぐことができる。

図５は、空力制動部７０を備える飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００は、空気抵抗により飛行装置１００を制動する空力制動部７０を備えてよい。例えば、空力制動部７０が飛行装置１００の進行方向からの空気抵抗を受けることにより、飛行装置１００減速させる。本例の飛行装置１００の空力制動部７０以外の構成は、図２Ａにおける例と同様の構成であってよい。

本例の空力制動部７０は、第２構造部２０－２に搭載されるドラッグシュートである。本例において、空力制動部７０は、飛行装置１００の飛行中は第２構造部２０－２に格納されており、飛行装置１００の着地または着水（以下、降着）時に第２構造部２０－２から射出される。射出された空力制動部７０が前方からの空気抵抗を受けることにより、飛行装置１００を安全に降着可能な速度まで減速させる。

空力制動部７０を設けることにより、降着時の衝撃から飛行装置１００ならびに容器１０および内容物１２を保護することができ、飛行装置１００ならびに容器１０および内容物１２に対する損傷を防ぐことができる。

なお、飛行装置１００が回転翼を備える場合、当該回転翼が空気抵抗を受けて回転することにより、飛行装置１００を制動する空力制動部７０として機能してもよい。具体的な例については後述する。

図６Ａは、飛行装置１００の一例を示す。

なお、図６Ａに示すように、容器１０は金属缶であってよいが、図６Ｂに示すように、容器１０はボトル状の容器であってもよい。本例において、容器１０は円筒形の胴部を有し、第１固定部３０－１および第２固定部３０－２はそれぞれ、容器１０の胴部に対応する円筒形状を有する。本例において、固定部３０は、上述のような締結部３２を備えてもよい。

本例の飛行装置１００は、第１固定部３０－１を有する第１構造部２０－１と、第２固定部３０－２を有する第２構造部２０－２とを備える。第１構造部２０－１および第２構造部２０－２は、揚力発生部４０として、回転翼であるプロペラ４４と回転駆動部４５とをそれぞれ同数有する。プロペラ４４および回転駆動部４５は、腕部２２によってそれぞれの固定部３０に接続されている。本例において、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２は、それぞれ同一の構成からなる。図示の例においては、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２の各々が２つのプロペラ４４を有するが、プロペラ４４の数はこれに限定されない。

固定部３０により飛行装置１００が容器１０に固定された状態において、飛行制御部５０は、４つのプロペラ４４の回転を制御することにより、飛行装置１００の飛行を制御する。例えば、飛行制御部５０は、４つのプロペラ４４の回転数を個別に制御することにより、飛行装置１００の上昇、下降、前進、後退、加速、減速、水平移動または方向転換等の操作を行う。

図６Ａに示すように、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２は、容器１０に固定されていない状態で互いに独立している。また、第１固定部３０－１および第２固定部３０－２は、それぞれ異なる位置で容器１０に固定する。

本例のように、それぞれ同一の構成からなる複数の構造部２０で飛行装置１００を構成することにより、例えばいずれかの構造部２０が故障した場合に、同一の規格で用意した構造部２０に交換することができる。

図７は、連結部２５を備える飛行装置１００の一例を示す。連結部２５以外の構成は、図６Ａおよび図６Ｂにおける例と同様であってよい。

本例の連結部２５は、いわゆるスナップボタンの機構を用いて第１構造部２０－１と第２構造部２０－２とを連結する。すなわち、連結部２５に設けられた凸部（または凹部）を、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２に設けられた凹部（または凸部）に押し込むことにより、第１構造部２０－１と第２構造部２０－２とが連結される。本例の連結部２５は、簡便に取り付けおよび取り外しが可能である。

本例の連結部２５は、比較的高い剛性を有する金属またはプラスチック等の材料で形成されてよい。第１構造部２０－１と第２構造部２０－２とを連結部２５で連結することによって、第１構造部２０－１と第２構造部２０－２との間の距離を固定することができる。これにより、飛行装置１００を容器１０に取り付けるときに、いずれか一方の構造部２０を容器１０に対して位置決めすれば、他方の構造部２０の位置も決まり、取り付けが簡便になる。

図８は、飛行装置１００および容器１０の一例を示す。本例の飛行装置１００は、図６Ａおよび図６Ｂの例と同様に、第１固定部３０－１を有する第１構造部２０－１と、第２固定部３０－２を有する第２構造部２０－２とを備え、第１構造部２０－１および第２構造部２０－２は、揚力発生部４０として、回転翼であるプロペラ４４と回転駆動部４５とをそれぞれ同数有する。第１構造部２０－１および第２構造部２０－２は、それぞれ同一の構成からなる。

本例の容器１０は、直方体形状の箱型である。本例の容器１０は、例えばいずれか一面が開閉可能になっており、内容物１２を取り出すことが可能である。本例の第１固定部３０－１および第２固定部３０－２は各々、直方体形状の容器１０の三面に接触する形状を有する。

このような飛行装置１００および容器１０を用いることにより、様々な種類の物体を内容物１２として用いることができ、例えば通信販売の商品の配送に好適である。

図９Ａは、飛行装置１００の一例を示す。本例の飛行装置１００は、第１固定部３０－１を有する第１構造部２０－１と、第２固定部３０－２を有する第２構造部２０－２とを備える。第１構造部２０－１は、揚力発生部４０として、回転翼である主回転翼（メインローター）４６と回転駆動部４５とを有する。主回転翼４６および回転駆動部４５は、接続部２４を介して第１構造部２０－１に接続されている。第２構造部２０－２は、揚力発生部４０として、回転翼である尾回転翼（テールローター）４７と回転駆動部４５とを有する。尾回転翼４７および回転駆動部４５は、尾部支材（テールブーム）２６を介して第２構造部２０－２に接続されている。

なお、揚力発生部４０の各部材は、図示の例とは異なる位置に設けられてもよい。例えば、図において第１構造部２０－１が有する部材を第２構造部２０－２が有してもよく、その逆もあり得る。

固定部３０により飛行装置１００が容器１０に固定された状態において、飛行制御部５０は、主回転翼４６および尾回転翼４７を回転させる。このとき、主回転翼４６による回転力と反対方向に、尾回転翼４７による回転力が作用することにより、飛行装置１００が浮揚および飛行する。

本例の飛行装置１００は、主回転翼４６のいわゆるオートローテーションを利用して下降および降着を行ってもよい。具体的には、主回転翼４６は、回転駆動部４５からの動力供給なしで回転可能であり、下降時に下方からの空気抵抗を受けて受動的に回転することにより、飛行装置１００の下降速度を減速させることができる。すなわち、この場合、主回転翼４６は、空力制動部７０として機能する。

主回転翼４６がオートローテーションによって空力制動部７０として機能する場合、主回転翼４６の回転動力を電力に変換することが可能であってよい。すなわち、空力制動部７０は、回生ブレーキとして機能してよい。例えば、飛行装置１００の下降時にオートローテーションによって主回転翼４６が回転すると、回転駆動部４５が回転して電力が生成される。生成された電力は、電力供給部６０に充電されてよい。これにより、飛行装置１００を制動すると同時に、揚力発生部４０および飛行制御部５０に供給するための電力を生成することができる。

図９Ｂは、脱着回転翼４８を備える飛行装置１００の一例を示す。本例の飛行装置１００は、脱着回転翼４８を備える点を除いて、図９Ａにおける例と同様の構成である。

脱着回転翼４８は、主回転翼４６の回転軸と脱着可能に連結することができる。脱着回転翼４８は、オートローテーションが可能である。本例において、主回転翼４６は、オートローテーションが可能であってもなくてもよい。脱着回転翼４８は、主回転翼４６よりも大きいサイズを有してよい。この場合、脱着回転翼４８は、飛行装置１００の下降時にオートローテーションすると、より大きい空気抵抗を下方から受け、飛行装置１００をより大幅に減速させることができる。これにより、飛行装置１００をより安全に降着させることができる。

図１０は、飛行装置１００の一例を示す。本例の飛行装置１００は、第１固定部３０－１を有する第１構造部２０－１と、第２固定部３０－２を有する第２構造部２０－２とを備える。第１構造部２０－１は、揚力発生部４０として、回転翼である自由回転翼４９と、回転翼であるプロペラ４４および回転駆動部４５とを有する。自由回転翼４９は、接続部２４を介して第１構造部２０－１に接続されている。第２構造部２０－２は、揚力発生部４０として、固定翼である尾翼４２を有する。尾翼４２は、尾部支材２６を介して第２構造部２０－２に接続されている。

固定部３０により飛行装置１００が容器１０に固定された状態において、飛行制御部５０は、プロペラ４４を回転させて飛行装置１００を推進させる。自由回転翼４９は、モーター等の動力源に接続されておらず、自由回転翼４９の下前方からの気流を受けて受動的に回転することにより揚力を発生し、飛行装置１００を浮揚および飛行させる。すなわち、自由回転翼４９は、常に上述のようなオートローテーションを行う。これにより、飛行装置１００が飛行するための主な揚力を、電力供給なしで発生することができる。また、自由回転翼４９は、飛行装置１００の下降時において、飛行装置１００の下降速度を減速させる空力制動部７０として機能することができる。

図１１は、固定判断部５２を備える飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００は、固定部３０が容器１０に固定されたか否かを判断する固定判断部５２を備えてよい。固定判断部５２は、飛行制御部５０に通信接続されてよい。固定判断部５２は、判断結果を飛行制御部５０に出力してよく、飛行制御部５０は、固定判断部５２の判断結果に基づいて、飛行装置１００の飛行を制御してよい。

本例の固定判断部５２は、第１固定部３０－１および第２固定部３０－２の各々に設けられた光学センサである。本例において、容器１０の外面には、固定部３０を固定するための位置を示す取付固定位置１５が設けられている。例えば、取付固定位置１５は、容器１０の外面に印刷される任意のマークである。固定部３０は、取付固定位置１５に合わせて容器１０に固定される。固定部３０が容器１０に固定された後、固定判断部５２は、容器１０の取付固定位置１５のマークを読み取ることにより、固定部３０が容器１０に固定されたと判断する。固定部３０が取付固定位置１５から外れた位置で容器１０に固定されている場合、固定判断部５２は、固定部３０が容器１０に固定されていないと判断してもよい。

このようにすることで、固定部３０を容器１０の適切な位置に取り付けることができ、例えば揚力発生部４０の各部を飛行装置１００の飛行に適した位置に配置することができる。

図１２Ａは、検出部５４を備える飛行装置１００の一例を示す。飛行装置１００は、容器１０の内容物１２を検出する検出部５４を備えてよい。例えば、検出部５４は、容器１０に内容物１２が入っているか否かを検出する。検出部５４は、容器１０における内容物１２の残量を検出してもよい。検出部５４は、飛行制御部５０に通信接続されてよい。検出部５４は、検出結果を飛行制御部５０に出力してよく、飛行制御部５０は、検出部５４の検出結果に基づいて飛行装置１００の飛行を制御してよい。例えば、飛行制御部５０は、検出部５４が容器１０の内容物１２を検出しなかった場合に、容器１０を回収するための回収位置へと飛行装置１００を飛行させる。

図１２ＡのＡ－Ａ断面に示すように、本例の検出部５４は、固定部３０に設けられた発光部８４および受光センサ８６を有する。発光部８４および受光センサ８６は、円形の固定部３０の中心を通る直線上において対向するように配置されている。発光部８４は、例えばレーザー光源であり、受光センサ８６の配置されている方向にレーザー光等の光を出射する。受光センサ８６は、発光部８４から出射された光を受光する。容器１０に、内容物１２として例えば有色の液体が入っている場合、発光部８４から出射された光は、内容物１２によって強度が減衰されて受光センサに入光する。すなわち、容器１０に内容物１２が入っていない場合の受光量を予め測定しておき、受光センサにおける実際の受光量と比較することにより、容器１０の内容物１２を検出することができる。

図１２Ｂは、検出部５４を備える飛行装置１００の別の例を示す。図１２ＡのＡ－Ａ断面に示すように、本例の検出部５４の発光部８４および受光センサ８６は、互いを結ぶ直線が円形の固定部３０の中心を通らない位置に設けられている。容器１０に内容物１２が入っていない場合は、発光部８４から出射された光は受光センサ８６に受光されない。容器１０に、内容物１２として例えば液体が入っている場合、発光部８４から出射された光は、内容物１２によって屈折することにより、受光センサ８６に受光される。したがって、発光部８４から出射された光を受光センサ８６が受光したか否かに基づいて、容器１０に内容物１２を検出することができる。

図１３は、要件判断部５６の動作を示すブロック図である。飛行装置１００は、飛行装置１００が航空機としての要件を満たすか否かを判断する要件判断部５６を備えてよい。

要件判断部５６は、揚力発生部４０をモニタリングして得た情報に基づいて、飛行装置１００が航空機としての要件を満たすか否かを判断してよい。例えば、要件判断部５６は、加速度センサを有し、飛行制御部５０が揚力発生部４０の回転翼を回転させたときに発生する揚力のベクトル値を加速度センサによって測定する。要件判断部５６は、この測定値に基づいて、飛行装置１００が航空機としての要件を満たすか否かを判断してよい。

要件判断部５６は、固定判断部５２の判断結果に基づいて、飛行装置１００が航空機としての要件を満たすか否かを判断してもよい。例えば、固定部３０が容器１０に固定されていると固定判断部５２が判断した場合、要件判断部５６は、飛行装置１００が航空機としての要件を満たすと判断してよい。

要件判断部５６は、カメラによって撮影された飛行装置１００の画像から飛行装置１００の形状を認識し、当該形状に基づいて判断を行ってもよい。当該カメラは、飛行装置１００の機体に取り付けられたカメラであってもよく、要件判断部５６に通信接続される外部カメラであってもよい。

要件判断部５６は、飛行制御部５０に通信接続され、判断結果を飛行制御部５０に出力する。飛行制御部５０は、要件判断部５６の判断結果に基づいて飛行装置１００の飛行を制御してよい。例えば、飛行制御部５０は、飛行装置１００が航空機としての要件を満たすと要件判断部５６が判断した場合に、飛行装置１００を飛行させ、飛行装置１００が航空機としての要件を満たさないと要件判断部５６が判断した場合に、飛行装置１００を飛行させない。

図１４は、飛行装置１００の第１の使用例を示す。本例において、飛行装置１００は、図９Ａに示す例と同様の構成を有する。また本例において、容器１０は金属缶であり、内容物１２は飲料である。

本例は、ホテルの屋上に設けられたルームサービスセンター３００から客室へ飲料を配送する一例である。客室にいる利用者９０が、客室に設置された端末またはスマートフォン等を用いて、飲料を注文する。ルームサービスセンター３００にいる操作者９５は、利用者９０の注文に応答して、注文された飲料に対応する容器１０に飛行装置１００を取り付けて飛行させる。飛行装置１００は、飛行制御部５０により制御されて、あるいは回転翼のオートローテーションを用いて下降することにより、所定の客室のベランダまで容器１０を運搬する。すなわち、第１の位置から飛行装置１００を飛行させ、第１の位置よりも低い第２の位置に飛行装置１００を降着させる。客室の利用者９０は、飛行装置１００と共に容器１０を受け取り、容器１０から飛行装置１００を取り外す。利用者９０は、飲料を飲み終えた後、空になった容器１０に飛行装置１００を取り付けて飛行させる。このとき、容器１０が空であることを検出部５４が検出し、飛行制御部５０がこの検出結果に基づいて飛行装置１００を飛行させ、所定の回収位置（例えば地上のリサイクルボックス）３１０まで容器１０を運搬させてよい。

図１５は、飛行装置１００の第２の使用例を示す。本例において、飛行装置１００は、図６Ａおよび図６Ｂに示す例と同様の構成を有する。また本例において、容器１０はボトル容器であり、内容物１２は飲料である。

本例は、空中を飛行する航空機（例えば無人航空機）４００から飲料を配送する一例である。航空機４００は、それぞれ異なる飲料を内容物１２として有する複数の飛行装置１００を収容する。野外にいる利用者９０が、スマートフォン等を用いて特定の飲料を注文する。航空機４００は、利用者９０の注文に応答して、注文された飲料に対応する容器１０を固定している飛行装置１００を飛行させ、飛行装置１００は飛行制御部５０により制御されて利用者９０の位置まで容器１０を運搬する。利用者９０は、飛行装置１００と共に容器１０を受け取り、容器１０から飛行装置１００を取り外す。利用者９０は、飲料を飲み終えた後、空になった容器１０に飛行装置１００を取り付けて飛行させる。このとき、容器１０が空であることを検出部５４が検出し、飛行制御部５０がこの検出結果に基づいて飛行装置１００を飛行させ、所定の回収位置４１０まで容器１０を運搬させてよい。

図１６は、飛行装置１００の第３の使用例を示す。本例において、飛行装置１００は、図５に示す例と同様の構成を有する。また本例において、容器１０はボトル容器であり、内容物１２は飲料である。

本例は、陸上の配送ステーション５００から海上を航行する船舶へ飲料を配送する一例である。船舶に搭乗している利用者９０が、スマートフォン等を用いて特定の飲料を注文する。配送ステーション５００にいる操作者９５が、利用者９０の注文に応答して、注文された飲料に対応する容器１０に飛行装置１００を取り付ける。操作者９５は、カタパルト等の射出機構を用いて飛行装置１００を船舶に向けて射出して飛行させる。飛行装置１００は、飛行制御部５０により制御されて船舶まで容器１０を運搬し、ドラッグシュート等の空力制動部７０を用いて船舶上に降着する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０・・・容器、１２・・・内容物、１５・・・取付固定位置、２０・・・構造部、２０－１・・・第１構造部、２０－２・・・第２構造部、２２・・・腕部、２４・・・接続部、２５・・・連結部、２６・・・尾部支材、３０・・・固定部、３０－１・・・第１固定部、３０－２・・・第２固定部、３２・・・締結部、３５・・・アーム、３６・・・キャッチ、３７・・・レバー、４０・・・揚力発生部、４１・・・主翼、４２・・・尾翼、４４・・・プロペラ、４５・・・回転駆動部、４６・・・主回転翼、４７・・・尾回転翼、４８・・・脱着回転翼、４９・・・自由回転翼、５０・・・飛行制御部、５２・・・固定判断部、５４・・・検出部、５６・・・要件判断部、６０・・・電力供給部、７０・・・空力制動部、８４・・・発光部、８６・・・受光センサ、９０・・・利用者、９５・・・操作者、１００・・・飛行装置、３００・・・ルームサービスセンター、３１０・・・リサイクルボックス、４００・・・航空機、４１０・・・回収位置、５００・・・配送ステーション

Claims

内容物の取り出しが可能な容器と飛行する飛行装置であって、
前記容器に固定されていない状態で互いに独立し、それぞれ同一の構成からなる複数の構造部であって、前記飛行装置を前記容器へと固定する第１固定部を有する第１構造部と、前記第１固定部と異なる位置で前記容器に固定する第２固定部を有し、前記容器に固定されていない状態で前記第１構造部と独立した第２構造部と、を含む複数の構造部と、
揚力を発生する揚力発生部と、
前記飛行装置の飛行を制御する飛行制御部と、
を備え、
前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる
飛行装置。
内容物の取り出しが可能な容器と飛行する飛行装置であって、
前記容器に固定されていない状態で互いに独立し、それぞれ同一の構成からなる複数の構造部であって、前記飛行装置を前記容器へと固定する第１固定部を有する第１構造部と、前記第１固定部と異なる位置で前記容器に固定する第２固定部を有する第２構造部と、を含む複数の構造部と、
前記容器に固定されていない状態で前記第１構造部と前記第２構造部とを連結する連結部と、
揚力を発生する揚力発生部と、
前記飛行装置の飛行を制御する飛行制御部と、
を備え、
前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる
飛行装置。
内容物の取り出しが可能な容器と飛行する飛行装置であって、
前記飛行装置を前記容器へと固定する固定部と、
揚力を発生する揚力発生部と、
前記飛行装置の飛行を制御する飛行制御部と、
前記容器の内容物を検出する検出部と、
を備え、
前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となり、
前記飛行制御部は、前記検出部が前記容器の内容物を検出しなかった場合に、前記容器を回収するための回収位置へと前記飛行装置を飛行させる
飛行装置。
内容物の取り出しが可能な容器と飛行する飛行装置であって、
前記飛行装置を前記容器へと固定する固定部と、
揚力を発生する揚力発生部と、
前記飛行装置の飛行を制御する飛行制御部と、
空気抵抗により前記飛行装置を制動する空力制動部と、
前記空力制動部により生成される電力を前記揚力発生部および前記飛行制御部に供給する電力供給部と、
を備え、
前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる
飛行装置。
前記固定部は、
前記容器に固定する第１固定部と、
前記第１固定部と異なる位置で前記容器に固定する第２固定部と
を有する
請求項３または４に記載の飛行装置。
前記第１固定部を有する第１構造部と、
前記第２固定部を有し、前記容器に固定されていない状態で前記第１構造部と独立した第２構造部と
を備える請求項５に記載の飛行装置。
前記第１固定部を有する第１構造部と、
前記第２固定部を有する第２構造部と、
前記容器に固定されていない状態で前記第１構造部と前記第２構造部とを連結する連結部と
を備える請求項５に記載の飛行装置。
前記第１構造部は、前記揚力発生部として、固定翼および回転翼を有し、
前記第２構造部は、前記揚力発生部として、固定翼を有するが回転翼を有さない
請求項６または７に記載の飛行装置。
前記容器に固定されていない状態で互いに独立し、それぞれ同一の構成からなる複数の構造部を備える
請求項６または７に記載の飛行装置。
前記容器の内容物を検出する検出部を備える
請求項１、２、または４のいずれか一項に記載の飛行装置。
前記飛行制御部は、前記検出部が前記容器の内容物を検出しなかった場合に、前記容器を回収するための回収位置へと前記飛行装置を飛行させる
請求項１０に記載の飛行装置。
空気抵抗により前記飛行装置を制動する空力制動部を備える
請求項１から３のいずれか一項に記載の飛行装置。
飛行装置を内容物の取り出しが可能な容器と飛行させる方法であって、
前記飛行装置を前記容器へと固定する段階と、
前記飛行装置に揚力を発生する段階と、
前記飛行装置の飛行を制御する段階と、
前記容器の内容物を検出する段階と、
前記容器の内容物が検出されなかった場合に、前記容器を回収するための回収位置へと前記飛行装置を飛行させる段階と、
を備え、
前記飛行装置は、前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる
方法。
飛行装置を内容物の取り出しが可能な容器と飛行させる方法であって、
前記容器に固定されていない状態で互いに独立し、それぞれ同一の構成からなる複数の構造部であって、前記飛行装置を前記容器へと固定する第１固定部を有する第１構造部と、前記第１固定部と異なる位置で前記容器に固定する第２固定部を有し、前記容器に固定されていない状態で前記第１構造部と独立した第２構造部と、を含む複数の構造部によって前記飛行装置を前記容器へと固定する段階と、
前記飛行装置に揚力を発生する段階と、
前記飛行装置の飛行を制御する段階と、
を備え、
前記飛行装置は、前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる
方法。
飛行装置を内容物の取り出しが可能な容器と飛行させる方法であって、
前記容器に固定されていない状態で互いに独立し、それぞれ同一の構成からなる複数の構造部であって、前記飛行装置を前記容器へと固定する第１固定部を有する第１構造部と、前記第１固定部と異なる位置で前記容器に固定する第２固定部を有し、前記容器に固定されていない状態で前記第１構造部と独立した第２構造部と、を含む複数の構造部によって前記飛行装置を前記容器へと固定する段階と、
前記第１構造部と前記第２構造部とを連結する段階と、
前記飛行装置に揚力を発生する段階と、
前記飛行装置の飛行を制御する段階と、
を備え、
前記飛行装置は、前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる
方法。
飛行装置を内容物の取り出しが可能な容器と飛行させる方法であって、
前記飛行装置を前記容器へと固定する段階と、
前記飛行装置に揚力を発生する段階と、
前記飛行装置の飛行を制御する段階と、
空気抵抗により前記飛行装置を制動する段階と、
前記制動する段階により生成される電力を揚力発生部および飛行制御部に供給する段階と、
を備え、
前記飛行装置は、前記容器に固定された状態で航空機としての要件を満たし、飛行可能となる
方法。
前記容器の内容物を検出する段階と、
前記容器の内容物が検出されなかった場合に、前記容器を回収するための回収位置へと前記飛行装置を飛行させる段階と
を備える請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
前記飛行装置を、前記容器の外面に設けられた取付固定位置に合わせて固定する段階と、
前記飛行装置が固定されたか否かを判断する段階と
を備える請求項１３から１７のいずれか一項に記載の方法。
前記飛行装置が航空機としての要件を満たすか否かを判断する段階を備える
請求項１３から１８のいずれか一項に記載の方法。
第１の位置から前記飛行装置を飛行させる段階と、
前記第１の位置よりも低い第２の位置に前記飛行装置を降着させる段階と
を備える請求項１３から１９のいずれか一項に記載の方法。
空中の航空機から前記飛行装置を飛行させる段階を備える
請求項１３から２０のいずれか一項に記載の方法。
前記飛行装置を射出して飛行させる段階を備える
請求項１３から２１のいずれか一項に記載の方法。